CN103992937B - 一种应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，包括预处理反应器(1)、氨液储罐(8)、水储罐(9)和蒸汽发生器(9.2)、增压装置(10)、氨蒸发罐(2)和水蒸发罐(3)、氨吸收罐(4)、余氨吸收罐(6)、水吸收罐(5)，此外还包括预处理罐导热油储罐(11)、蒸发罐导热油储罐(12)和吸收罐导热油储罐(13)；本发明结构简单，实现了高温液态水法和氨法耦合高效预处理生物质原料，进一步提高了酶解效率及酶的有效性，大幅度地降低酶解难度，同时，实现了氨的循环利用和化学品的富集，有效地降低了预处理过程的成本，实现林业农业及制糖工业废弃物的资源化利用，同时解决了由废弃物导致的环境问题。

Description

一种应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***
技术领域：
本发明涉及生物质能源化工领域，具体涉及一种应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***。
背景技术：
化石燃料的日益枯竭以及人们对环境保护的日益重视，开发和利用绿色的可再生能源成为各国关注的热点。燃料乙醇作为最直接、最便捷的液态石油基添加剂，已在世界范围内推广应用。生物质是农林废弃物的总称，通过化学、生化处理可以将其中的半纤维素和纤维素水解为五碳糖和六碳糖，再经过发酵生产乙醇。纤维素燃料乙醇技术的开发，不仅可以变废为宝，解决目前的能源和环境危机，而且可以为农民创收，对三农问题的解决具有提供一定的推动作用。
随着生物技术的不断发展，酶水解法渐渐成为生物质水解糖化的主流技术，但水解前必须对生物质原料进行预处理，以提高纤维素酶的可及性。广大研究者对酸水解技术进行不断优化，目前多作为酶水解前的预处理方法。降低酸水解反应体系中的酸浓度，虽然使水解效率有一定的下降，但其优点在于不仅可以减少水解反应过程中生成单糖的降解量，控制发酵抑制物的生成，而且可以降低高温酸性液体对反应设备的腐蚀。
高温液态水法，反应过程中不需添加任何化学试剂，是近年来发展起来的一种绿色环保的生物质预处理方法。作为新兴的绿色反应工艺，高温液态水法有以下优点：①不使用任何化学试剂，环境友好；②生成降解产物少，发酵抑制物含量低；③对半纤维素有很好的去除效果，木糖回收率高；④产物不需脱毒即可直接进行酶解。虽然高温液态水法有很多优点，但也有能耗大，水耗高的缺点，另外因木质素对纤维素酶的不可逆吸附作用，导致酶用量较高。
氨法预处理作为碱处理法的一种，是利用木质素可以溶解于碱性溶液的特点，用碱性物质处理生物质原料，破坏木质素结构，从而利于酶水解的进行。相比传统的NaOH处理，在保证较为理想的木质素脱除率的同时，对半纤维素和纤维素的破坏小，且氨水易于回收循环利用，对环境污染小。
通过中华人民共和国国家知识产权局网站进行专利查询，目前国内有关木质纤维素类生物质水解方面相关专利如下：
(1)一种包含酸回收的木质纤维素预处理的方法及其***，CN101235605；
(2)一种木质纤维素预处理方法及其***，200810020228.1；
(3)一种木质纤维素类生物质高效酶水解的方法，CN102174594；
(4)一种生物质绿色高效预处理方法，CN101586136A；
(5)提高酶水解率的木质纤维素预处理方法，201210144959.3；
(6)一种木质纤维素的联合预处理方法及其***，CN101230546。
专利(1)和(2)公开的为应用于酸法处理木质纤维素的***；专利(3)和(4)公开了高温液态水预处理方法，但不涉及预处理木质纤维素的***；专利(5)公开了采用离子液体及碱法相结合的两步联合预处理方法，没有公开预处理木质纤维素的***；专利(6)公开了过稀酸-球磨两步预处理木质纤维素的***。
发明内容：
本发明的目的是提供一种应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，以获得可以高效酶解的反应底物，回收大部分氨并在降低水解液中发酵毒性的同时对水解液进行浓缩。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，包括预处理反应器、为预处理反应器提供氨水的氨液储罐、为预处理反应器提供过热蒸汽的水储罐和蒸汽发生器、为预处理反应器提供压力的增压装置、跟所述预处理反应器底部连通的氨蒸发罐和水蒸发罐、跟所述氨蒸发罐连通的氨吸收罐、跟所述氨吸收罐连通的余氨吸收罐、跟所述水蒸发罐连通的水吸收罐，此外还包括预处理罐导热油储罐、蒸发罐导热油储罐和吸收罐导热油储罐；所述氨液储罐经高压计量泵跟预处理反应器连通；所述水储罐经蒸汽发生器跟预处理反应器连通，所述预处理反应器、氨蒸发罐、水蒸发罐、氨吸收罐和水吸收罐罐体外部分别还设有导热油夹层，所述预处理罐导热油储罐经管道和管道泵跟预处理反应器的导热油夹层连通，所述蒸发罐导热油储罐经泵分别跟氨蒸发罐、水蒸发罐的导热油夹层连通，所述吸收罐导热油储罐经泵分别跟氨吸收罐和水吸收罐的导热油夹层连通。
所述预处理反应器用于高温液态水法和氨法预处理生物质原料，生物质的预处理首先用高温液态水法预处理然后用氨预处理；所述氨蒸发罐用于将氨法预处理后水解液中的氨蒸发输送至氨吸收罐和余氨吸收罐中回收再利用；所述水蒸发罐用于将高温液态水法预处理后的水解液进行浓缩，以蒸发部分对发酵有害的成分和水，降低水解液中发酵毒性，同时将高温液态水法预处理后的水解液中的易挥发有机成分(主要包括甲酸、乙酸、葡萄糖醛酸、糠醛、5-羟甲基糠醛)输送至水吸收罐中，分离纯化后制备化学品。
所述的生物质原料主要包括：甘蔗渣、玉米秸秆、麦秸秆、能源草、木屑等农业和林业的废弃物。
所述预处理反应器、氨蒸发罐、水蒸发罐的导热油夹层外还设有保温层。
所述预处理反应器、氨蒸发罐、水蒸发罐、氨吸收罐、余氨吸收罐和水吸收罐的罐体还设有测温装置，所述预处理反应器、氨蒸发罐、水蒸发罐和余氨吸收罐的罐体还设有测压装置。
所述预处理反应器主体为圆柱体结构，顶部为圆球形封头，下部为锥体结构，在圆柱体的轴线中下部设有搅拌器，所述预处理反应器顶部设有安全阀、气液入口、加料口和跟搅拌器连接的电机，所述预处理反应器锥体底部设有固体出料口和排液口。
所述预处理反应器还设有使搅拌器与预处理反应器保持密封的动密封装置；所述预处理反应器底部的排液口还设有过滤装置，从而放液的时候实现固液分离；所述顶部的圆球形封头和下部的锥体结构分别与主罐体螺丝连接，以方便清洗、维护。
所述预处理反应器侧面还设有跟导热油夹层连通的导热油入口和导热油出口，所述导热油入口经管道泵和管路跟预处理罐导热油储罐的底部连通，所述导热油出口经阀门和管路跟预处理罐导热油储罐的顶部连通，形成一个循环通道。
所述氨蒸发罐主体为圆柱体结构，顶部和下部为圆球形封头，在圆柱体的轴线位置设有搅拌器，所述氨蒸发罐顶部设有出气口、跟搅拌器连接的电机；所述氨蒸发罐的侧面设有跟所述预处理反应器锥体底部设有的排液口连通的含氨液入口，所述下部圆球型封头设有排液口，所述顶部和下部的圆球型封头分别与罐主体螺丝连接，以方便清洗、维护；所述排液口还设有过滤装置，以便放液时进行固液分离。
所述氨蒸发罐侧面还设有跟导热油夹层连通的导热油入口和导热油出口，所述导热油入口经管道泵和管路跟蒸发罐导热油储罐的底部连通，所述导热油出口经阀门和管路跟蒸发罐导热油储罐的顶部连通，形成一个循环通道。
所述水蒸发罐主体为圆柱体结构，顶部和下部为圆球形封头，在圆柱体的轴线位置设有搅拌器，所述水蒸发罐顶部设有测压装置、测温装置、出气口、跟所述搅拌器连接的电机，所述水蒸发罐的侧面设有跟所述预处理反应器锥体底部设有的排液口连通的水预处理液入口，所述下部圆球型封头底部设有排液口，所述排液口还设有过滤装置，以便放液时进行固液分离；所述顶部和下部的圆球型封头分别与罐主体螺丝连接，以方便清洗、维护。
所述水蒸发罐侧面还设有跟导热油夹层连通的导热油入口和导热油出口，所述导热油入口经管道泵和管路跟蒸发罐导热油储罐的底部连通，所述导热油出口经阀门和管路跟蒸发罐导热油储罐的顶部连通，形成一个循环通道。
所述氨蒸发罐和水蒸发罐还设有使搅拌器与反应器保持密封的动密封装置。
所述氨吸收罐顶部设有测压装置、吸收液加液口，出气口，内部装有氨吸收液例如清水，用于吸收由氨蒸发罐出气口排出经管线进入到清水液面下部的氨气，底部设有排液口，将氨溶液输送至配料池，用于再次预处理时氨水的配制。
所述氨吸收罐侧面还设有跟导热油夹层连通的导热油入口和导热油出口，所述导热油入口经管道泵和管路跟吸收罐导热油储罐的底部连通，所述导热油出口经阀门和管路跟吸收罐导热油储罐的顶部连通，形成一个循环通道。
所述余氨吸收罐顶部设有测压装置、放空阀、加液口和测温装置，内部装有酸性吸收液，用于吸收由氨吸收罐出气口排出经氨回收罐真空泵和管线进入到酸性吸收液面下部的的氨气，通过对余氨的吸收制备肥料用于能源作物的种植或微生物培养，底部设有排液口，所述排液口设有排液泵，所述放空阀用于控制内部压力。
所述水吸收罐，顶部设有测压装置、吸收液加液口，内部装有有机溶剂，用于吸收水蒸发罐出气口排出经管线进入到有机溶剂液面下部的高温液态水法预处理后的水解液中的易挥发有机成分，底部设有排液口，所述排液口设有排液泵，用于将含有易挥发有机成分的液体输送至分离纯化工序，制备化学品。所述水吸收罐侧面还设有跟导热油夹层连通的导热油入口和导热油出口，所述导热油入口经管道泵和管路跟吸收罐导热油储罐的底部连通，所述导热油出口经阀门和管路跟吸收罐导热油储罐的顶部连通，形成一个循环通道。
所述预处理罐导热油储罐、蒸发罐导热油储罐和吸收罐导热油储罐还分别设有测温装置和加热器。
本发明具有如下有益效果：
本发明实现了高温液态水法和氨法耦合高效预处理生物质原料，在高温液态水预处理的基础上，通过氨法预处理脱出对纤维素酶有不可逆吸附作用的木质素，进一步提高了酶解效率及酶的有效性，大幅度地降低酶解难度，同时，实现了氨的循环利用和化学品的富集，有效地降低了预处理过程的成本。此外，本发明变废为宝，实现林业农业及制糖工业废弃物的资源化利用，同时解决了由废弃物导致的环境问题。
附图说明：
图1是本发明的反应***的结构示意图；
其中，1、预处理反应器；1.1、电机；1.2、预处理反应器测温装置；1.3、安全阀；1.4-测压装置；1.5、汽液入口；1.6、加料口；1.7、保温层；1.8、导热油夹层；1.9、搅拌器；1.10、导热油入口；1.11、导热油出口；1.12、固体出料口；1.13、排液口；1.14、废液排液阀门；
2、氨蒸发罐；2.1、电机；2.2、测压装置；2.3、氨蒸发罐测温装置；2.4、出气口；2.5、保温层；2.6、搅拌器；2.7、导热油夹层；2.8、导热油入口；2.9、导热油单向阀；2.10、排液泵；2.11、氨蒸发罐排气管单向阀；2.12、含氨液入口；2.13、排液口；2.14、导热油出口；
3、水蒸发罐；3.1、电机；3.2、测压装置；；3.3、测温装置；3.4、出气口；3.5、导热油夹层；3.6、保温层；3.7、排液口；3.8、导热油入口；3.9、导热油单向阀；3.10、排液泵；3.11、排气管单向阀；3.12、搅拌器；3.13、水预处理液入口；
4、氨吸收罐；4.1、测压装置；4.2、吸收液加液口；4.3、测温装置；4.4、导热油夹层；4.5、排液口；4.6、导热油入口；4.7、导热油出口；4.8、导热油单向阀；4.9、氨吸收液；4.10、排液泵；4.11、出气口；
5、水吸收罐；5.1、测压装置；5.2、吸收液加液口；5.3、测温装置；5.4、导热油夹层；5.5、排液口；5.6、导热油入口；5.7、导热油出口；5.8、导热油单向阀；5.9、有机溶剂；5.10、排液泵；
6、余氨吸收罐；6.1、测压装置；6.2、放空阀；6.3、加液口；6.4、测温装置；6.5、排液口；6.6、吸收液；6.7、排液泵；
7.1、氨回收罐真空泵；7.2、水回收罐真空泵；
8、氨液储罐；8.1、高压计量泵；8.2、单向阀；
9、水储罐；9.1、计量泵；9.2、蒸汽发生器；9.3、测温装置；9.4、单向阀；
10、增压装置；
11、预处理罐导热油储罐；11.1、测温装置；11.2、加热器；11.3、管道泵；
12、蒸发罐导热油储罐；12.1、测温装置；12.2、加热器；12.3、管道泵；
13、吸收罐导热油储罐；13.1、测温装置；13.2、加热器；13.3、管道泵。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
如图1所示，本发明应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，包括预处理反应器1、为预处理反应器1提供氨水的氨液储罐8、为预处理反应器1提供过热蒸汽的水储罐9和蒸汽发生器9.2、为预处理反应器1提供压力的增压装置10、跟所述预处理反应器1底部连通的氨蒸发罐2和水蒸发罐3、跟所述氨蒸发罐2连通的氨吸收罐4、跟所述氨吸收罐4连通的余氨吸收罐6、跟所述水蒸发罐3连通的水吸收罐5，此外还包括预处理罐导热油储罐11、蒸发罐导热油储罐12和吸收罐导热油储罐13；所述氨液储罐8经高压计量泵8.1跟预处理反应器1连通；所述水储罐9经蒸汽发生器9.2跟预处理反应器1连通，所述预处理反应器1、氨蒸发罐2、水蒸发罐3、氨吸收罐4和水吸收罐5罐体外部分别还设有导热油夹层1.8,2.7,3.5,4.4,5.4，所述预处理罐导热油储罐11经管道和管道泵11.3跟预处理反应器1的导热油夹层1.8连通，所述蒸发罐导热油储罐12经泵12.3分别跟氨蒸发罐2、水蒸发罐3的导热油夹层2.7，3.5连通，所述吸收罐导热油储罐13经泵分别跟氨吸收罐4和水吸收罐5的导热油夹层4.4,5.4连通。
所述预处理反应器1、氨蒸发罐2、水蒸发罐3的导热油夹层外还设有保温层1.7,2.5，3.6。
所述预处理反应器1、氨蒸发罐2、水蒸发罐3、氨吸收罐4、余氨吸收罐6和水吸收罐5的罐体还设有测温装置，所述预处理反应器1、氨蒸发罐2、水蒸发罐3和余氨吸收罐4的罐体还设有测压装置。
所述预处理反应器1用于高温液态水法和氨法预处理生物质原料；所述氨蒸发罐2用于将氨法预处理后水解液中的氨蒸发输送至氨吸收罐4和余氨吸收罐6中回收再利用；所述水蒸发罐3用于将预处理反应器1中经高温液态水法预处理后的水解液进行浓缩，以蒸发部分对发酵有害的成分和水，降低水解液中发酵毒性，同时将高温液态水法预处理后的水解液中的易挥发有机成分挥发分输送至水吸收罐5中，分离纯化后制备化学品。
氨液储罐8中的氨水通过高压计量泵8.1输送至预处理反应器1中；水储罐9中的液态水经过蒸汽发生器9.2加热后成为过热蒸汽，在自身压力的推动下进入预处理反应器1中，对反应物料和反应器罐体进行预热；预处理反应器导热油罐11中的导热油在耐高温管道泵的作用下流经预处理反应器1的导热油夹层为预处理反应器1提供热量，以满足反应过程的需要；所述增压装置10将常压空气压缩后进入预处理反应器1内，满足预处理反应器1内在反应温度下的压力要求。
所述预处理反应器1主体为圆柱体结构，顶部为圆球形封头，下部为锥体结构，在圆柱体的轴线中下部设有搅拌器1.9，所述预处理反应器1顶部设有安全阀1.3、气液入口1.5、加料口1.6和跟搅拌器1.9连接的电机1.1，所述预处理反应器1锥体底部设有固体出料口1.12和排液口1.13。
所述预处理反应器1还设有使搅拌器1.9与预处理反应器1保持密封的动密封装置；所述预处理反应器1底部的排液口1.13还设有过滤装置，从而放液的时候实现固液分离；所述顶部的圆球形封头和下部的锥体结构分别与主罐体螺丝连接，以方便清洗、维护。
所述预处理反应器1侧面还设有跟导热油夹层1.8连通的导热油入口1.10和导热油出口1.11，所述导热油入口1.10经管道泵11.3和管路跟预处理罐导热油储罐11的底部连通，所述导热油出口1.11经阀门和管路跟预处理罐导热油储罐11的顶部连通，形成一个循环通道。
所述氨蒸发罐2主体为圆柱体结构，顶部和下部为圆球形封头，在圆柱体的轴线位置设有搅拌器2.6，所述氨蒸发罐2顶部设有出气口2.4、跟搅拌器2.6连接的电机2.1；所述氨蒸发罐2的侧面设有跟所述预处理反应器1锥体底部设有的排液口1.13连通的含氨液入口2.12，所述下部圆球型封头设有排液口2.13；所述顶部和下部的圆球型封头分别与罐主体螺丝连接以方便清洗、维护；所述排液口2.13还设有过滤装置，以便放液时进行固液分离。
所述氨蒸发罐2侧面还设有跟导热油夹层2.7连通的导热油入口2.8和导热油出口2.14，所述导热油入口2.8经管道泵12.3和管路跟蒸发罐导热油储罐12的底部连通，所述导热油出口2.14经阀门和管路跟蒸发罐导热油储罐12的顶部连通，形成一个循环通道。
所述水蒸发罐3主体为圆柱体结构，顶部和下部为圆球形封头，在圆柱体的轴线位置设有搅拌器3.12，对水蒸发罐3中的液态物料进行搅拌，以增强内部的传热和液体中易挥发分的蒸出；所述水蒸发罐3顶部设有测压装置3.2、测温装置3.3、出气口3.4、跟所述搅拌器3.12连接的电机3.1，所述水蒸发罐3的侧面设有跟所述预处理反应器1底部设有的排液口1.13连通的水预处理液入口3.13，所述下部圆球形封头底部设有排液口3.7，所述排液口3.7还设有过滤装置，以便放液时进行固液分离；所述顶部和下部的圆球型封头分别与罐主体螺丝连接，以方便清洗、维护。
所述水蒸发罐3侧面还设有跟导热油夹层3.5连通的导热油入口3.8和导热油出口3.14，所述导热油入口3.8经管道泵12.3和管路跟蒸发罐导热油储罐12的底部连通，所述导热油出口3.14经阀门和管路跟蒸发罐导热油储罐12的顶部连通，形成一个循环通道。
所述氨蒸发罐2和水蒸发罐3还设有使搅拌器2.6，3.12与反应器保持密封的动密封装置。
所述氨吸收罐4顶部设有测压装置4.1、吸收液加液口4.2，出气口4.11，内部装有氨吸收液——清水4.9，用于吸收由氨蒸发罐2出气口2.4排出经管线进入到清水液面下部的氨气，底部设有排液口4.5，将氨溶液输送至配料池，用于再次预处理时氨水的配制。
所述氨吸收罐4侧面还设有跟导热油夹层4.4连通的导热油入口4.6和导热油出口4.7，所述导热油入口4.6经管道泵13.3和管路跟吸收罐导热油储罐13的底部连通，所述导热油出口4.7经阀门和管路跟吸收罐导热油储罐13的顶部连通，形成一个循环通道。
所述余氨吸收罐6顶部设有测压装置6.1、放空阀6.2、加液口6.3和测温装置6.4，内部装有酸性吸收液6.6，所述酸性吸收液主要包括醋酸、稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸和稀磷酸，用于吸收由氨吸收罐4出气口4.11排出经氨回收罐真空泵7.1和管线进入到酸性吸收液面下部的的氨气，通过对余氨的吸收制备肥料用于能源作物的种植或微生物培养，底部设有排液口6.5，所述排液口6.5设有排液泵6.7，所述放空阀6.2用于控制内部压力。
所述水吸收罐5，顶部设有测压装置5.1、吸收液加液口5.2，内部装有有机溶剂5.9，所述有机溶剂主要包括甲醇、乙醇、丙酮、甲基丙酮、甲苯、二甲苯，用于吸收水蒸发罐3出气口3.4排出经管线进入到有机溶剂液面下部的高温液态水法预处理后的水解液中的易挥发有机成分，底部设有排液口5.5，所述排液口5.5设有排液泵5.10，用于将含有易挥发有机成分的液体输送至分离纯化工序，制备化学品；所述水吸收罐5侧面还设有跟导热油夹层5.4连通的导热油入口5.6和导热油出口5.7，所述导热油入口5.6经管道泵13.3和管路跟吸收罐导热油储罐13的底部连通，所述导热油出口5.7经阀门和管路跟吸收罐导热油储罐13的顶部连通，形成一个循环通道。
所述预处理罐导热油储罐11、蒸发罐导热油储罐12和吸收罐导热油储罐13还分别设有测温装置11.1,12.1,13.1,和加热器11.2,12.2,13.2。
为了达到水氨耦合预处理生物质原料的目的，本***的操作过程为：
(1)开启蒸汽发生器9.2和预处理罐导热油储罐11的加热器11.2，并设定加热温度；
(2)关闭预处理反应器1的固体出料口1.12，打开加料口1.6，向预处理反应器1中加入物料；
(3)待蒸汽发生器9.2和预处理罐导热油储罐11的温度到达设定温度后，打开水储罐9计量泵9.1以及蒸汽输入的管道阀向预处理反应器1中通入蒸汽，对预处理反应器1罐体和内部物料进行预热；
(4)打开预处理反应器1的废液排液阀门1.14，将预热液体排出预处理反应器1内部，直至排出蒸汽；
(5)关闭废液排液阀门1.14，打开预处理罐导热油储罐11管道泵11.3，向预处理反应器1导热油夹层1.8中通入加热过的导热油；
(6)待液体输入量满足要求后，关闭水储罐9计量泵9.1，打开预处理反应器1电机1.1开始搅拌；
(7)开启增压装置10给预处理反应器1加压至反应压力后关闭进气阀，开始计时；
(8)设定蒸发罐导热油储罐12的温度，打开加热器12.2；
(9)待到反应时间后，关闭预处理罐导热油储罐11管道泵11.3，打开输入至水蒸发罐3的管道阀，同时打开水蒸发罐3电机3.1以及水回收罐真空泵7.2；
(10)调整蒸汽发生器9.2和预处理罐导热油储罐11的设定温度，以满足氨预处理反应的要求；
(11)按照反应需求，设置水储罐9计量泵9.1和氨液储罐8高压计量泵8.1的流量比例；
(12)待预处理反应器1内的水解液排放完成后，打开水储罐9计量泵9.1、氨液储罐8高压计量泵8.1以及蒸汽输入的管道阀门，向预处理反应器1中通入混合蒸汽；
(13)关闭蒸汽管道阀门，打开水蒸发罐3电机3.1，调整转速，开始计时；
(14)到达反应时间后，打开预处理反应器1排液阀，向氨蒸发罐2中输入液体；打开蒸发罐导热油储罐12管道泵12.3、向氨蒸发罐2导热油夹层2.7输送导热油的管道阀和氨回收罐真空泵7.1；
(15)待预处理反应器1放液完成后，打开固体出料口1.12放出固体物料并对预处理反应器1进行清洗；
(17)氨蒸发罐2和水蒸发罐3中的液体物料可以在2次运行后放出，进入下一工段。

Claims (10)

1.一种应用于水、氨法耦合预处理含有纤维素的农林废弃物生物质的反应***，其特征在于，包括预处理反应器(1)、为预处理反应器(1)提供氨水的氨液储罐(8)、为预处理反应器(1)提供过热蒸汽的水储罐(9)和蒸汽发生器(9.2)、为预处理反应器(1)提供压力的增压装置(10)、跟所述预处理反应器(1)底部连通的氨蒸发罐(2)和水蒸发罐(3)、跟所述氨蒸发罐(2)连通的氨吸收罐(4)、跟所述氨吸收罐(4)连通的余氨吸收罐(6)、跟所述水蒸发罐(3)连通的水吸收罐(5)，此外还包括预处理罐导热油储罐(11)、蒸发罐导热油储罐(12)和吸收罐导热油储罐(13)；所述氨液储罐(8)经高压计量泵(8.1)跟预处理反应器(1)连通；所述水储罐(9)经蒸汽发生器(9.2)跟预处理反应器(1)连通，所述预处理反应器(1)、氨蒸发罐(2)、水蒸发罐(3)、氨吸收罐(4)和水吸收罐(5)罐体外部分别还设有导热油夹层(1.8，2.7，3.5，4.4，5.4)，所述预处理罐导热油储罐(11)经管道和管道泵(11.3)跟预处理反应器(1)的导热油夹层(1.8)连通，所述蒸发罐导热油储罐(12)经泵(12.3)分别跟氨蒸发罐(2)、水蒸发罐(3)的导热油夹层(2.7，3.5)连通，所述吸收罐导热油储罐(13)经泵分别跟氨吸收罐(4)和水吸收罐(5)的导热油夹层(4.4，5.4)连通。
2.根据权利要求1所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述预处理反应器(1)、氨蒸发罐(2)、水蒸发罐(3)的导热油夹层外还设有保温层(1.7，2.5，3.6)。
3.根据权利要求1或2所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述预处理反应器(1)主体为圆柱体结构，顶部为圆球形封头，下部为锥体结构，在圆柱体的轴线中下部设有搅拌器(1.9)，所述预处理反应器(1)顶部设有安全阀(1.3)、气液入口(1.5)、加料口(1.6)和跟搅拌器(1.9)连接的电机(1.1)，所述预处理反应器(1)锥体底部设有固体出料口(1.12)和排液口(1.13)。
4.根据权利要求3所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述预处理反应器(1)还设有使搅拌器(1.9)与预处理反应器(1)保持密封的动密封装置；所述预处理反应器(1)底部的排液口(1.13)还设有过滤装置；所述顶部的圆球形封头和下部的锥体结构分别与主罐体螺丝连接；所述预处理反应器(1)侧面还设有跟导热油夹层(1.8)连通的导热油入口(1.10)和导热油出口(1.11)，所述导热油入口(1.10)经管道泵(11.3)和管路跟预处理罐导热油储罐(11)的底部连通，所述导热油出口(1.11)经阀门和管路跟预处理罐导热油储罐(11)的顶部连通，形成一个循环通道。
5.根据权利要求1或2所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述氨蒸发罐(2)主体为圆柱体结构，顶部和下部为圆球形封头，在圆柱体的轴线位置设有搅拌器(2.6)，所述氨蒸发罐(2)顶部设有出气口(2.4)、跟搅拌器(2.6)连接的电机(2.1)；所述氨蒸发罐(2)的侧面设有跟所述预处理反应器(1)锥体底部设有的排液口(1.13)连通的含氨液入口(2.12)，所述氨蒸发罐(2)下部圆球形封头设有排液口(2.13)；所述氨蒸发罐(2)顶部和下部的圆球形封头分别与罐主体螺丝连接。
6.根据权利要求5所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述氨蒸发罐(2)的排液口(2.13)还设有过滤装置；所述氨蒸发罐(2)侧面还设有跟导热油夹层(2.7)连通的导热油入口(2.8)和导热油出口(2.14)，所述氨蒸发罐(2)的导热油入口(2.8)经管道泵(12.3)和管路跟蒸发罐导热油储罐(12)的底部连通，所述氨蒸发罐(2)的导热油出口(2.14)经阀门和管路跟蒸发罐导热油储罐(12)的顶部连通，形成一个循环通道。
7.根据权利要求1或2所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述水蒸发罐(3)主体为圆柱体结构，顶部和下部为圆球形封头，在圆柱体的轴线位置设有搅拌器(3.12)，所述水蒸发罐(3)顶部设有测压装置(3.2)、测温装置(3.3)、出气口(3.4)、跟所述水蒸发罐(3)的搅拌器(3.12)连接的电机(3.1)，所述水蒸发罐(3)的侧面设有跟所述预处理反应器(1)底部设有的排液口(1.13)连通的水预处理液入口(3.13)，所述水蒸发罐(3)下部圆球形封头底部设有排液口(3.7)。
8.根据权利要求7所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述水蒸发罐(3)的排液口(3.7)还设有过滤装置；所述水蒸发罐(3)顶部和下部的圆球形封头分别与罐主体螺丝连；所述水蒸发罐(3)侧面还设有跟导热油夹层(3.5)连通的导热油入口(3.8)和导热油出口(3.14)，所述水蒸发罐(3)的导热油入口(3.8)经管道泵(12.3)和管路跟蒸发罐导热油储罐(12)的底部连通，所述水蒸发罐(3)的导热油出口(3.14)经阀门和管路跟蒸发罐导热油储罐(12)的顶部连通，形成一个循环通道。
9.根据权利要求1或2所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述氨吸收罐(4)顶部设有测压装置(4.1)、吸收液加液口(4.2)，出气口(4.11)，内部装有氨吸收液(4.9)，底部设有排液口(4.5)；所述氨吸收罐(4)侧面还设有跟导热油夹层(4.4)连通的导热油入口(4.6)和导热油出口(4.7)，所述氨吸收罐(4)的导热油入口(4.6)经管道泵(13.3)和管路跟吸收罐导热油储罐(13)的底部连通，所述氨吸收罐(4)的导热油出口(4.7)经阀门和管路跟吸收罐导热油储罐(13)的顶部连通，形成一个循环通道；所述余氨吸收罐(6)顶部设有测压装置(6.1)、放空阀(6.2)、加液口(6.3)和测温装置(6.4)，内部装有吸收液(6.6)，底部设有排液口(6.5)，所述排液口(6.5)设有排液泵(6.7)。
10.根据权利要求1或2所述的应用于水、氨法耦合预处理生物质的反应***，其特征在于，所述水吸收罐(5)，顶部设有测压装置(5.1)、吸收液加液口(5.2)，内部装有有机溶剂(5.9)，底部设有排液口(5.5)，所述排液口(5.5)设有排液泵(5.10)；所述水吸收罐(5)侧面还设有跟导热油夹层(5.4)连通的导热油入口(5.6)和导热油出口(5.7)，所述水吸收罐(5)的导热油入口(5.6)经管道泵(13.3)和管路跟吸收罐导热油储罐(13)的底部连通，所述水吸收罐(5)的导热油出口(5.7)经阀门和管路跟吸收罐导热油储罐(13)的顶部连通，形成一个循环通道。
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